Division macronucléaire du cilié laurentiella acuminata

PROTISTOLOGICA, 1982, T. XVIII, fasc. 4, p. 427-430. DIVISION MACRONUCLÉAIRE DU CILIÉ LAURENTIELLA ACUMINATA A. TORRES, P. CALVO, J.J. MUÑOZ * et J. PEREZ-SILVA Departamento de Microbiologia. Facultad de Biología. Universidad de Sevilla, Sevilla, Espagne. RÉSUMÉ La distribution de PADN lors de la division macronucléaire du cilié hypotriche Laurentiella acuminata a été étudiée par cytophotométrie. Le degré moyen d'inégalité de la répartition de PADN entre cellules sceurs est 10,05 p. cent. Les différences de teneur en ADN sont plus grandes entre deux cellules tirées au sort qu'entre deux cellules sceurs: ce résultat peut étre expliqué par l'accumulation des petites différences qui apparaissent á chaque division. SUMMARY The distribution of DNA in the macronuclear division of the Hypotrich ciliate Laurentiella acuminata has been studied by cytophotometric techniques. The mean degree of inequality found in the distribution of DNA between sister cells is 10.05 %. Differences in DNA contents in randomly-paired cells is greater than in sister cells, this result could be due to accumulation of small differences over many divisions. INTRODUCTION Le macronucléus des Ciliés est un noyau polyploide dont la division amitotique n'assure pas une équipartition rigoureuse de PADN entre cellules soeurs. En conséquence, toute culture de ces protozoaires acquiert une variabilité plus ou moins importante pour la teneur en ADN macronucléaire. Ces phénoménes ont été étudiés chez Tetrahymena pyriformis (CLEFFMAN, 1968; Mc DonaLD, 1958; DOERDER et al., 1975), Tetrahymena paravorax (DuPY-BLANC et MÉTÉNIER, 1978), Paramecium aurelia (KIMBALL et BARKA, 1959) ef Bursaria truncatella (RUTHMANN, 1964). Cependant, on ne dispose que de peu de données sur la répartition de PADN macronucléaire des Hypotriches, le seul travail sur le sujet étant dú á Wrrr (1977), sur Euplotes eurystomus. Le présent travail est une étude de la distribution de PADN au cours de la division macronucléaire du cilié hypotriche Laurentiella acuminata FEDRIANI et al., 1976. MATÉRIEL ET MÉTHODES Les cultures sont effectuées sur milieu de Pringsheim, á 20*”C, et nourries de Chlorogonium sp. Le dosage de PADN est effectué par cytophotométrie aprés coloration de Feulgen, selon des techniques déja décrites (TORRES et al., 1979). Les teneurs en ADN macronucléaires sont caractérisées par le rapport ma/mi, mi désignant la teneur moyenne en ADN des micronucléus en phase G1 de la méme préparation. Les analyses statistiques ont été faites á l'aide d'un calculateur Philips digital PDP 11-23; le niveau de signification choisi pour les tests est 0,01. • Departamento de Estadistica. Facultad de Matematicas. Universidad de Sevilla, Sevilla, Espagne. Manucrit regu le 18 juin 1980, accepté par le Comité de lecture le 2 juin 1982. 427 / a A RÉSULTATS Comme nous Pavons déjáa montré (TORRES et al, 1979), les quatre fragments constituant le macronucléus de Laurentiella acuminata fusionnent aprés la période S macronucléaire, formant ainsi une seule masse compacte ellipsoidale. Cette masse subit ensuite trois divisions consécutives, donnant naissance á huit fragments qui se répartissent entre les deux cellules filles. Nous avons sélectionné 92 individus qui avaient atteint les derniers stades de la cytodiérése : les cellules présentent létranglement équatorial caractéristique qui les rendent facilement identifiables á la loupe binoculaire; le macronucléus en est alors á la deuxiéme ou troisiéme division. Aprés coloration par la méthode de Feulgen, les teneurs en ADN du proter et de Popisthe ont été mesurées, soit respectivement Qp et Qo. Ces valeurs permettent de calculer le degré d'inégalité de répartition de PADN entre deux cellules soeurs. Q, = 100(Qp — Qo) / (Qp + Qo) / 2 La distribution de Q, est représentée par la fig. 1. Les différences atteignent 40 á 50 p. cent : elles ne Ol 30|- n vu po o : a 20 v DU v 13 2 10 E o Zz Ds | o o o o o o o Oo o o + o a F he NA mM «+ 10 ceo 1%] 1 lO 12(Q,+ Qp) FiG. 1. — Histogramme représentant la distribution des différences relatives de teneur en ADN macronucléaire entre proter et opisthe pour 92 couples de cellules saeurs. peuvent étre dues á l'imprécision des mesures. La moyenne de |Q,|, degré d'inégalité moyen, est 10,5 p. cent. L'étude statistique plus détaillée conduit aux conclusions suivantes. 1. La distribution conjointe de Qp et Qo s'écarte significativement d'une loi normale á deux dimensions (test de Mardia). Pour cette raison, la recherche d'une liaison entre Qp et Qo est faite á Paide du coefficient de rang de Spearman : on trouve 0,648, valeur significativement différente de zéro. Les macronucléus de cellules seeurs ont donc des teneurs en ADN présentant une tendance á la ressemblance. 2. La distribution de Q, peut étre considérée comme normale (test d'Agostinho : D, = 0,2723). Sa moyenne mest pas significativement différente de zéro (+= 0,15), ce qui indique que la répartition inégale ne favorise systématiquement ni les proters ni les opisthes. A titre de témoin, deux autres distributions ont été constituées á partir des mémes données. — Des couples de cellules ont été constitués par tirage aléatoire de deux cellules parmi les 184 cellules filles mesurées, puis de deux parmi les 182 restantes, et ainsi de suite. On obtient ainsi 92 couples aléatoires de cellules-filles. — Par un procédé analogue, on a constitué des couples aléatoires de cellules-méres : la teneur en ADN macronucléaire d'une cellule mére est obtenue en faisant la demisomme des teneurs des produits d'une division : (Qp + Qo)/2. On peut constituer 46 couples. Dans chaque couple, une cellule est désignée au hasard comme proter et l'autre comme opisthe : un tel procédé est acceptable si P'on tient compte de absence de différence systématique entre proter et opisthe, précédemment démontrée. Pour les couples aléatoires de cellules-filles, le degré d'inégalité Qs (fig. 2) varie de — 70 A + 80, avec 16|- ] 7] n mn £ a a o al UD o 5 E 4 o z Q,- 0, ma a O Fic. 2. — Histogramme représentant la distribution des différences relatives de teneur en ADN macronucléaire entre les deux membres de 92 couples aléatoires de cellules-filles. 6h n v e o a v DU 3 5 v h 2 E o Zz o o o o a o o o o o Ñ E e E e a m + 0 Qs _ Q, %] 12(Q,* Q;) Fic. 3. — Histogramme représentant la distribution des différences relatives de teneur en ADN macronucléaire entre les deux membres de 46 couples aléatoires de cellules-méres. un degré d'inégalité moyen de 19,66 p. cent. La distribution peut étre considérée comme normale (D,,= 0,2818) et centrée sur zéro (t= 0,505). Le coefficient de corrélation de rang de Spearman entre Qp et Qo vaut — 0,091, non significativement différent de zéro. Des résultats similaires sont obtenus pour les couples aléatoires de cellules-méres. La distribution du degré d'inégalité Q; sétend de — 40 a + 50 (fig. 3), le degré d'inégalité moyen étant de 16,73 p. cent. Elle peut étre considérée comme normale (D, = 0,2817) et centrée sur zéro (+ = — 0,025). Enfin le coefficient de Spearman mest pas significativement différent de zéro (0,042). DISCUSSION Les résultats ci-dessus montrent que la division du macronucléus n'assure pas une répartition égale de PADN entre les noyaux fils. Le degré moyen d'inégalité, 10,05 p. cent, difflére peu de celui qui a été observé chez Euplotes eurystomus, 11,6 p. cent (WITT, 1977). Ces valeurs sont comparables á celles qui ont été trouvées chez plusieurs Ciliés non Hypotriches : 8 p. cent chez Paramecium aurelia (KIMBALL et BARKA, 1959), 8 et 10,5 p. cent chez Tetrahymena pyriformis (CLEFFMANN, 1968; DOERDER ef al., 1975), 9,12 p. cent chez Tetrahymena paravorax (DuPY-BLANC et MÉTÉNIER, 1978). Le cas de Bursaria truncatella semble exceptionnel, avec une différence moyenne de 37,3 p. cent (RUTHMANN, 1964). Malgré cette inégalité, la corrélation significativement positive observée entre cellules-soeurs montre que les teneurs en ADN macronucléaire de deux cellules soeurs sont plus semblables entre elles que celles de deux cellules quelconques d'une population. En outre, Pinégalité n'est pas directionnelle, puisqu'aucune différence systématique n'a été détectée entre proters et opisthes. La comparaison des variances des distributions de Qi, O, et Qg montre une hétérogénéité significative (test de Bartlett : 32,84). Le test de Snédécor montre que la variance de Q, est inférieure á celles de Q») et Qz (F = 3,43 et F = 2,54, respectivement). Ce résultat confirme la conclusion précédente. Des résultats similaires ont été obtenus chez d'autres Ciliés. Les différences entre noyaux non fréres sont de 18 p. cent chez Tetrahymena pyriformis, supérieures á celles trouvées entre noyaux-fréres, 8 p. cent (CLEFFMANN, 1968). Les valeurs correspondantes observées chez Paramecium aurelia sont 11 p. cent et 8 p. cent (KimBALL et BARKa, 1959), et chez Euplotes eurystomus 15 a 16 p. cent et 11,6 p. cent. Pour L. acuminata, nous obtenons 16,7 á 19,7 p. cent et 10,05 p. cent. Ces faits sont explicables, aimsi que Pont suggéré KIMBALL et BARKA (1959) et WITT (1977) en admettant que les différences entre cellules non soeurs sont dues a Paccumulation des petites différences acquises au cours des divisions successives. Néanmoins, chez L. acuminata, comme chez E. eurystomus, la variance du degré d'inégalité entre couples de cellules aléatoires ne s'accroít pas significativement en une génération (F Q., Q3 = 1,34) : il faudrait probablement un échantillonnage bien plus grand pour détecter le faible accroissement d'hétérogénéité réalisé en une seule génération. BIBLIOGRAPHIE CLEFFMANN G. (1968). — Regulierung der DNS-menge im Makronucleus von Tetrahymena. Exp. Cell Res., 50, 193-207. DOERDER F.P., FRANKEL J., JENKINS L.M. and DEBAULT L.E. (1975). — Form and pattern in ciliated protozoa: analysis of a genic mutant with altered cell shape in Tetrahymena pyriformis, syngen 1. J. Exp. Zool., 192, 237-258. 429 DurPY-BLANC J. et MÉTÉNIER G. (1978). — Etude cytophotométrique et autoradiographique sur les relations entre le cycle de réplication de "ADN macronucléaire et la transformation microstome-macrotosme induite par la stomatine chez un Cilié (Tetrahymena paravorax). Biol. Cellulaire, 33, 225-234. 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